KR102558798B1 - Systems and methods for selective processing of workpieces - Google Patents

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베리안 세미콘덕터 이큅먼트 어소시에이츠, 인크.
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Abstract

작업물의 특정 부분을 선택적으로 프로세싱하기 위한 시스템들 및 방법들이 개시된다. 예를 들어, 외부 부분은 작업물 상의 제 1 위치를 향해 이온 빔을 보냄으로써 프로세싱될 수 있으며, 여기에서 이온 빔은 2개의 제 1 위치들에서 작업물의 외부 에지를 넘어 연장한다. 그런 다음, 작업물은 외부 부분의 특정 영역들이 이온 빔에 노출될 수 있도록 그것의 중심에 대해 이온 빔에 대하여 회전된다. 그런 다음, 작업물은, 외부 부분의 모든 영역들이 이온 빔에 노출될 수 있도록 이온 빔에 대하여 제 2 위치로 이동되고 반대 방향으로 회전된다. 이러한 프로세스가 복수 회 반복될 수 있다. 이온 빔은 임의의 프로세스, 예컨대 이온 주입, 에칭 또는 증착을 수행할 수 있다.Systems and methods for selectively processing a specific portion of a workpiece are disclosed. For example, the outer portion may be processed by directing an ion beam towards a first location on the workpiece, where the ion beam extends beyond the outer edge of the workpiece at two first locations. The workpiece is then rotated relative to the ion beam about its center so that specific areas of the outer portion can be exposed to the ion beam. The workpiece is then moved to a second position relative to the ion beam and rotated in the opposite direction so that all areas of the outer part can be exposed to the ion beam. This process may be repeated multiple times. The ion beam can perform any process, such as ion implantation, etching or deposition.

Description

작업물의 선택적 프로세싱을 위한 시스템 및 방법Systems and methods for selective processing of workpieces

본 개시의 실시예들은 작업물을 선택적으로 프로세싱하는 방법에 관한 것으로서, 더 구체적으로는, 반도체 작업물의 특정 부분을 선택적으로 프로세싱하는 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present disclosure relate to a method of selectively processing a workpiece, and more particularly, to a method of selectively processing a specific portion of a semiconductor workpiece.

반도체 디바이스들에 대한 수율의 개선이 지속적인 목표이다. 개선될 수 있는 하나의 영역은 방사상 방향에서의 작업물에 걸친 균일성 제어이다. 특정 프로세스들에 있어서, 작업물은 작업물의 중심 근처에서 더 많은 처리를 받을 수 있다. Improving the yield of semiconductor devices is a continuing goal. One area that can be improved is uniformity control across the workpiece in the radial direction. In certain processes, the workpiece may receive more processing near the center of the workpiece.

예를 들어, 증착 프로세스는 작업물의 에지(edge) 근처에서 보다 작업물의 중심 근처에서 더 많은 재료를 증착할 수 있다. 이는 증착 챔버의 중심 근처의 증가된 플라즈마 밀도에 기인할 수 있다. For example, the deposition process may deposit more material near the center of the workpiece than near the edge of the workpiece. This may be due to increased plasma density near the center of the deposition chamber.

다른 예로서, 가열형(heated) 주입은 외부 에지 근처에서 상이한 도우즈(dose)를 제공할 수 있으며, 이는 작업물의 이러한 외부 에지가 작업물의 나머지 부분보다 어느 정도 더 차가울 수 있기 때문이다. As another example, a heated implant may provide a different dose near an outer edge because this outer edge of the workpiece may be somewhat cooler than the rest of the workpiece.

다른 예에 있어서, 스핀(spin) 코팅 프로세스는 작업물의 중심에 비하여 작업물의 외부 에지 근처에서 더 많은 재료를 남길 수 있다. 이는 작업물의 외부 에지를 향해 코팅을 밀어내는 구심력에 기인할 수 있다. In another example, a spin coating process may leave more material near the outer edges of the workpiece compared to the center of the workpiece. This may be due to the centripetal force pushing the coating towards the outer edge of the workpiece.

이러한 예들의 각각에 있어서, 방사상 방향에서의 이러한 프로세스 비-균일성은 반도체 작업물의 수율에 부정적인 영향을 줄 수 있다. 일부 경우들에 있어서, 프로세스의 균일성을 개선하기 위한 노력들이 이루어졌다. 그러나, 달성될 수 있는 균일성의 정도에 한계가 존재할 수 있다. In each of these examples, this process non-uniformity in the radial direction can negatively impact the yield of the semiconductor work piece. In some cases, efforts have been made to improve the uniformity of the process. However, there may be limits to the degree of uniformity that can be achieved.

따라서, 작업물의 외부 부분을 선택적으로 프로세싱하는 방법이 존재하는 경우 유익할 것이다. 추가로, 이러한 선택적 프로세싱이 작업물의 전체 프로세스 균일성을 개선하는 경우 유익할 것이다.Accordingly, it would be advantageous if there were a method of selectively processing the outer portion of the workpiece. Additionally, such selective processing would be beneficial if improving the overall process uniformity of the work piece.

작업물의 특정 부분을 선택적으로 프로세싱하기 위한 시스템들 및 방법들이 개시된다. 예를 들어, 외부 부분은 작업물 상의 제 1 위치를 향해 이온 빔을 보냄으로써 프로세싱될 수 있으며, 여기에서 이온 빔은 2개의 제 1 위치들에서 작업물의 외부 에지를 넘어 연장한다. 그런 다음, 작업물은 외부 부분의 특정 영역들이 이온 빔에 노출될 수 있도록 그것의 중심에 대해 이온 빔에 대하여 회전된다. 그런 다음, 작업물은, 외부 부분의 모든 영역들이 이온 빔에 노출될 수 있도록 이온 빔에 대하여 제 2 위치로 이동되고 반대 방향으로 회전된다. 이러한 프로세스가 복수 회 반복될 수 있다. 이온 빔은 임의의 프로세스, 예컨대 이온 주입, 에칭 또는 증착을 수행할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 외부 부분은 작업물의 직경과 동일한 외부 직경을 가지며 1 내지 30 밀리미터의 폭을 갖는 환형 링일 수 있다. Systems and methods for selectively processing a specific portion of a workpiece are disclosed. For example, the outer portion may be processed by directing an ion beam towards a first location on the workpiece, where the ion beam extends beyond the outer edge of the workpiece at two first locations. The workpiece is then rotated relative to the ion beam about its center so that specific areas of the outer portion can be exposed to the ion beam. The workpiece is then moved to a second position relative to the ion beam and rotated in the opposite direction so that all areas of the outer part can be exposed to the ion beam. This process may be repeated multiple times. The ion beam can perform any process, such as ion implantation, etching or deposition. In certain embodiments, the outer portion may be an annular ring having an outer diameter equal to the diameter of the workpiece and having a width of 1 to 30 millimeters.

일 실시예에 따르면, 작업물을 프로세싱하는 방법이 개시된다. 방법은, 작업물의 외부 부분의 일 부분을 프로세싱하기 위하여, 이온 빔이 제 1 위치를 향해 보내지는 동안 작업물을 중심에 대하여 제 1 방향으로 회전시키는 단계로서, 여기에서 이온 빔은 2개의 제 1 위치들에서 작업물의 외부 에지를 넘어 연장하며 제 1 위치는 작업물의 외부 에지로부터 미리 결정된 거리인, 단계; 작업물 상의 제 2 위치를 향해 이온 빔을 보내기 위하여 이온 빔에 대하여 작업물을 이동시키는 단계로서, 여기에서 이온 빔은 2개의 제 2 위치들에서 작업물의 외부 에지를 넘어 연장하며 제 2 위치는 작업물의 외부 에지로부터 미리 결정된 거리인, 단계; 및 작업물의 외부 부분의 나머지 부분을 프로세싱하기 위하여, 이온 빔이 제 2 위치를 향해 보내지는 동안 작업물을 중심에 대하여 제 1 방향과는 반대되는 제 2 방향으로 회전시키는 단계를 포함한다. 특정 실시예들에 있어서, 작업물은 제 1 방향으로 적어도 180° 회전되고 제 2 방향으로 적어도 180° 회전된다. 특정 실시예들에 있어서, 이온 빔은 이동시키는 단계 동안 작업물에 충돌하지 않는다. 추가적인 특정 실시예들에 있어서, 이온 빔은 이동시키는 단계 동안 차단(block)되거나 또는 블랭킹(blank)된다. According to one embodiment, a method of processing a workpiece is disclosed. The method includes rotating the workpiece in a first direction about a center while an ion beam is directed towards a first position, wherein the ion beam extends beyond the outer edge of the workpiece at two first positions, the first position being a predetermined distance from the outer edge of the workpiece, to process a portion of the outer portion of the workpiece; moving the workpiece relative to the ion beam to direct the ion beam toward a second location on the workpiece, wherein the ion beam extends beyond an outer edge of the workpiece at two second locations, the second location being a predetermined distance from the outer edge of the workpiece; and rotating the workpiece about its center in a second direction opposite the first direction while the ion beam is directed toward the second position to process a remainder of the outer portion of the workpiece. In certain embodiments, the workpiece is rotated at least 180° in a first direction and rotated at least 180° in a second direction. In certain embodiments, the ion beam does not impinge on the work piece during the moving step. In further specific embodiments, the ion beam is blocked or blanked during the moving step.

다른 실시예에 있어서, 이온 주입 시스템이 개시된다. 이온 주입 시스템은, 이로부터 이온 빔이 추출되는 이온 소스; 작업물을 홀딩(hold)하도록 적응되며 측방으로(laterally) 및 회전하여(rotationally) 움직이도록 구성된 플래튼(platen); 플래튼과 연통하는 제어기로서, 상기 제어기는: 작업물 상의 제 1 위치를 향해 이온 빔을 보내되, 이온 빔은 2개의 제 1 위치들에서 작업물의 외부 에지를 넘어 연장하며, 제 1 위치는 작업물의 외부 에지로부터의 미리 결정된 거리이며; 작업물의 외부 부분의 일 부분을 프로세싱하기 위하여 이온 빔이 제 1 위치를 향해 보내지는 동안 작업물을 중심에 대하여 제 1 방향으로 회전시키고; 작업물 상의 제 2 위치를 향해 이온 빔을 보내기 위하여 이온 빔에 대하여 작업물을 이동시키되, 이온 빔은 2개의 제 2 위치들에서 작업물의 외부 에지를 넘어 연장하며 제 2 위치는 작업물의 외부 에지로부터 미리 결정된 거리이고; 및 작업물의 외부 부분의 나머지 부분을 프로세싱하기 위하여, 이온 빔이 제 2 위치를 향해 보내지는 동안 작업물을 중심에 대하여 제 1 방향과는 반대되는 제 2 방향으로 회전시키도록 구성되며, 외부 부분의 폭은 미리 결정된 거리에 의해 결정되는, 상기 제어기를 포함한다. 특정 실시예들에 있어서, 이온 빔은, 작업물이 이온 빔에 대하여 이동되는 동안 작업물과 충돌하는 것이 방지된다. 특정 실시예들에 있어서, 작업물은 고정된 회전 속도로 회전된다. 다른 실시예들에 있어서, 작업물은 변화하는 회전 속도로 회전된다. In another embodiment, an ion implantation system is disclosed. The ion implantation system includes an ion source from which an ion beam is extracted; a platen adapted to hold a workpiece and configured to move laterally and rotationally; a controller in communication with the platen, the controller directing an ion beam toward a first location on the workpiece, the ion beam extending beyond an outer edge of the workpiece at two first locations, the first location being a predetermined distance from the outer edge of the workpiece; rotating the workpiece in a first direction about a center while the ion beam is directed toward a first position for processing a portion of the outer portion of the workpiece; move the workpiece relative to the ion beam to direct the ion beam toward a second location on the workpiece, the ion beam extending beyond an outer edge of the workpiece at the two second locations, the second location being a predetermined distance from the outer edge of the workpiece; and a controller configured to rotate the workpiece about a center in a second direction opposite the first direction while the ion beam is directed toward a second position, wherein a width of the outer portion is determined by a predetermined distance, so as to process a remaining portion of the outer portion of the workpiece. In certain embodiments, the ion beam is prevented from colliding with the workpiece while the workpiece is being moved relative to the ion beam. In certain embodiments, the workpiece is rotated at a fixed rotational speed. In other embodiments, the workpiece is rotated at varying rotational speeds.

다른 실시예에 따르면, 이온 주입 시스템이 개시된다. 이온 주입 시스템은, 이로부터 이온 빔이 추출되는 이온 소스; 작업물을 홀딩하도록 적응되며, 측방으로 및 회전하여 움직이도록 구성된 플래튼; 플래튼과 연통하는 제어기를 포함하며, 제어기는, 작업물 상의 제 1 위치를 향해 이온 빔을 보내되, 이온 빔은 2개의 제 1 위치들에서 작업물의 외부 에지를 넘어 연장하고, 제 1 위치는 작업물의 외부 에지로부터 미리 결정된 거리이며; 작업물의 외부 부분의 일 부분을 프로세싱하기 위하여, 이온 빔이 제 1 위치를 향해 보내지는 동안 작업물을 중심에 대하여 제 1 방향으로 180° 회전시키며; 작업물 상의 제 2 위치를 향해 이온 빔을 보내기 위하여 작업물을 이온 빔에 대하여 이동시키는 동안 이온 빔이 상기 작업물에 충돌하는 것을 방지하되, 이온 빔은 2개의 제 2 위치들에서 작업물의 외부 에지를 넘어 연장하고, 제 2 위치는 작업물의 외부 에지로부터 미리 결정된 거리이며; 및 작업물의 외부 부분의 나머지 부분을 프로세싱하기 위하여, 이온 빔이 제 2 위치를 향해 보내지는 동안 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 작업물을 중심에 대하여 180° 회전시키도록 구성되며, 외부 부분의 폭은 미리 결정된 거리에 의해 결정된다.According to another embodiment, an ion implantation system is disclosed. The ion implantation system includes an ion source from which an ion beam is extracted; a platen adapted to hold a workpiece and configured to move laterally and rotationally; a controller in communication with the platen, the controller directing the ion beam toward a first location on the workpiece, the ion beam extending beyond an outer edge of the workpiece at two first locations, the first location being a predetermined distance from the outer edge of the workpiece; Rotate the workpiece 180° in a first direction about the center while the ion beam is directed toward the first position to process a portion of the outer portion of the workpiece; preventing the ion beam from impinging on the workpiece while moving the workpiece relative to the ion beam to direct the ion beam toward a second location on the workpiece, the ion beam extending beyond an outer edge of the workpiece at two second locations, the second location being a predetermined distance from the outer edge of the workpiece; and rotate the workpiece 180° about its center in a second direction opposite the first direction while the ion beam is directed towards the second position, so as to process a remaining portion of the outer portion of the workpiece, the width of the outer portion being determined by the predetermined distance.

특정 실시예들에 있어서, 이온 소스는 이온 빔을 조작하기 위한 하나 이상의 전극들, 및 이온 빔이 작업물에 충돌하는 것을 방지하기 위하여 하나 이상의 전극들에 인가되는 전압을 수정하는 제어기를 포함한다. 특정 실시예들에 있어서, 이온 주입 시스템은 패러데이 컵(Faraday cup) 또는 섀도우 마스크(shadow mask)를 더 포함하며, 제어기는 이온 빔이 작업물에 충돌하는 것을 방지하기 위하여 이온 빔의 경로 내로 패러데이 컵 또는 섀도우 마스크를 이동시킨다.In certain embodiments, the ion source includes one or more electrodes for manipulating the ion beam and a controller that modifies the voltage applied to the one or more electrodes to prevent the ion beam from impinging on a workpiece. In certain embodiments, the ion implantation system further includes a Faraday cup or shadow mask, and the controller moves the Faraday cup or shadow mask into the path of the ion beam to prevent the ion beam from impinging on the workpiece.

본 개시의 더 양호한 이해를 위하여, 본원에 참조로서 포함되는 첨부된 도면들에 대한 참조가 이루어진다.
도 1a 내지 도 1f는 작업물의 외부 부분의 선택적 프로세싱을 수행하는 시퀀스를 도시한다.
도 2는 도 1a 내지 도 1f의 선택적 프로세싱을 수행하기 위하여 사용될 수 있는 일 실시예에 따른 이온 주입 시스템이다.
도 3은 도 1a 내지 도 1f의 선택적 프로세싱을 수행하기 위하여 사용될 수 있는 다른 실시예에 따른 이온 주입 시스템이다.
도 4는 작업물의 일 부분의 선택적 프로세싱을 위해 사용될 수 있는 순서도를 도시한다.For a better understanding of this disclosure, reference is made to the accompanying drawings, which are hereby incorporated by reference.
1a to 1f show a sequence for performing selective processing of an outer part of a workpiece.
2 is an ion implantation system according to one embodiment that can be used to perform the selective processing of FIGS. 1A-1F.
3 is an ion implantation system according to another embodiment that may be used to perform the selective processing of FIGS. 1A-1F.
Figure 4 shows a flow chart that can be used for selective processing of a portion of a workpiece.

이상에서 설명된 바와 같이, 프로세스는 흔히 방사상 방향을 따라 비-균일하며, 이는 반도체 웨이퍼에 걸친 상이한 특성들로 이어진다. 추가로, 특정 프로세스들에 있어서, 이러한 비-균일성의 제거가 어려울 수 있다. 예를 들어, 증착 프로세스들은 작업물의 중심 근처에서 이러한 영역의 증가된 플라즈마 밀도에 기인하여 더 많은 재료를 증착할 수 있다. 방사상 방향에서 작업물에 걸쳐 완전히 균일한 플라즈마의 생성은 난제가 될 수 있다.As explained above, the process is often non-uniform along the radial direction, which leads to different properties across the semiconductor wafer. Additionally, for certain processes, elimination of such non-uniformity can be difficult. For example, deposition processes may deposit more material near the center of the work piece due to increased plasma density in this area. Creating a completely uniform plasma across the workpiece in a radial direction can be challenging.

따라서, 작업물의 외부 부분을 선택적으로 프로세싱하는 시스템 및 방법을 개발하는 것이 유익할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 이러한 선택적 프로세싱은 알려진 프로세스 비-균일성에 대한 보상하기 위한 것일 수 있다. 예를 들어, 이상의 증착 예에 있어서, 선택적 프로세싱은 작업물의 외부 부분들을 따라서 추가적인 재료를 증착하기 위해 사용될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 이러한 선택적 프로세싱은 알려진 프로세스 비-균일성을 중화(counteract)시키기 위하여 사용될 수 있다. 예를 들어, 특정 프로세스는 작업물의 중심에서보다 더 큰 정도로 작업물의 외부 부분을 처리할 수 있다. 이러한 시나리오에 있어서, 선택적 프로세싱은 제 1 프로세스의 효과를 중화시키는 상이한 프로세스일 수 있다. 예를 들어, 증착 프로세스가 작업물의 외부 부분 근처에서 더 많은 재료를 증착한 경우, 선택적 에칭 프로세스는 외부 부분으로부터 재료를 제거하기 위하여 사용되어 더 균일한 증착 층을 생성할 수 있다. Accordingly, it may be beneficial to develop systems and methods for selectively processing external portions of a workpiece. In some embodiments, this optional processing may be to compensate for known process non-uniformities. For example, in the deposition example above, selective processing may be used to deposit additional material along the outer portions of the workpiece. In other embodiments, this selective processing may be used to counteract known process non-uniformities. For example, certain processes may treat the outer portion of the workpiece to a greater degree than the center of the workpiece. In this scenario, the selective processing may be a different process that neutralizes the effect of the first process. For example, if the deposition process has deposited more material near the outer portion of the workpiece, a selective etching process can be used to remove material from the outer portion to create a more uniform deposited layer.

물론, 증착이 비-균일할 수 있는 유일한 프로세스는 아니다. 이온 주입 및 에칭 프로세스들이 또한 방사상 방향을 따라 어느 정도의 비-균일성을 가질 수 있다. Of course, deposition is not the only process that can be non-uniform. Ion implantation and etching processes may also have some degree of non-uniformity along the radial direction.

이러한 선택적 프로세싱은 예를 들어 작업물의 외부 부분과 같은 작업물의 오로지 일 부분만을 처리하도록 역할할 수 있다. 외부 부분은 환형 링일 수 있으며, 여기에서 환형 링의 외부 치수는 작업물의 원주이다. 예를 들어, 작업물이 300 mm의 직경을 가지는 경우, 환형 링은 300 mm의 외부 직경 및 300 mm보다는 어느 정도 더 작은 내부 직경을 가질 수 있다. 환형 링은 수십 밀리미터의 폭일 수 있거나, 또는 단지 몇 밀리미터의 폭일 수 있다. 다시 말해서, 환형 링의 폭은 변화할 수 있으며, 본 개시에 의해 제한되지 않는다. Such selective processing may serve to process only a portion of the workpiece, for example an outer portion of the workpiece. The outer portion may be an annular ring, wherein the outer dimension of the annular ring is the circumference of the workpiece. For example, if the workpiece has a diameter of 300 mm, the annular ring may have an outer diameter of 300 mm and an inner diameter somewhat smaller than 300 mm. The annular ring may be several tens of millimeters wide, or only a few millimeters wide. In other words, the width of the annular ring can vary and is not limited by the present disclosure.

도 1a 내지 도 1f는 작업물의 외부 부분의 선택적 프로세싱을 묘사하는 예시들의 시퀀스를 도시한다. 도 1a에서, 이온 빔(20)이 도시된다. 이온 빔(20)은 그 폭보다 훨씬 더 큰 길이를 갖는 리본 이온 빔일 수 있다. 예를 들어, 이온 빔(20)의 길이는 수백 밀리미터일 수 있으며, 반면 이온 빔(20)의 폭은 약 10 밀리미터일 수 있다. 이온 빔(20)은 길이 방향을 따라 직선일 수 있다. 물론, 다른 치수들이 또한 사용될 수 있으며 본 개시의 범위 내에 속한다. 다른 실시예들에 있어서, 이온 빔(20)은 길이 방향을 따라 스캔(scan)되는 스캔형 스팟 이온 빔일 수 있다. 길이 방향으로 스팟 이온 빔을 스캔함으로써, 스팟 이온 빔은 리본 이온 빔과 유사하게 거동할 수 있다. 따라서, 본 개시의 전체에 걸쳐, 이온 빔(20)이 리본 이온 빔 또는 스캔형 스팟 빔일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 작업물(10)이 또한 도시된다. 초기 위치에서, 작업물(10)은 이온 빔(20)에 노출되지 않는다. 1A-1F show a sequence of examples depicting selective processing of an outer part of a workpiece. In FIG. 1A , an ion beam 20 is shown. Ion beam 20 may be a ribbon ion beam having a length much greater than its width. For example, the length of the ion beam 20 may be hundreds of millimeters, while the width of the ion beam 20 may be about ten millimeters. The ion beam 20 may be straight along the length direction. Of course, other dimensions may also be used and are within the scope of this disclosure. In other embodiments, the ion beam 20 may be a scanned spot ion beam that is scanned along the length direction. By scanning the spot ion beam in the longitudinal direction, the spot ion beam can behave similarly to a ribbon ion beam. Thus, throughout this disclosure, it will be appreciated that the ion beam 20 can be a ribbon ion beam or a scanned spot beam. A workpiece 10 is also shown. In the initial position, the work piece 10 is not exposed to the ion beam 20 .

도 1b에서, 작업물(10)이 이온 빔(20)에 대하여 이동되어, 이온 빔(20)이 작업물(10)에 걸쳐 연장하며 이는 제 1 코드(chord)로서 지칭되는 기하학적 라인을 형성한다. 이온 빔(20)은 작업물(10) 상의 제 1 위치를 향해 보내지며, 이는 작업물(10)의 외부 에지로부터 미리 결정된 거리인 제 1 코드를 형성한다. 이온 빔(20)은 2개의 제 1 위치들(11, 12)에서 길이 방향으로 작업물(10)을 넘어 연장한다. 일부 실시예들에 있어서, 2개의 제 1 위치들(11, 12) 사이의 거리는 이온 빔(20)의 전체 길이보다 더 작다. 일부 실시예들에 있어서, 이온 빔(20)은 길이 방향으로 외부 에지들 근처에서 어떤 비-균일성을 가질 수 있다. 따라서, 2개의 제 1 위치들(11, 12) 사이의 이온 빔(20)의 부분을 사용함으로써, 이온 빔(20)의 이러한 비-균일성이 회피될 수 있다. In FIG. 1B , the workpiece 10 is moved relative to the ion beam 20 so that the ion beam 20 extends across the workpiece 10 forming a geometric line referred to as a first chord. The ion beam 20 is directed towards a first location on the workpiece 10, which forms a first chord that is a predetermined distance from the outer edge of the workpiece 10. The ion beam 20 extends beyond the workpiece 10 in the longitudinal direction at two first positions 11 , 12 . In some embodiments, the distance between the two first positions 11, 12 is less than the entire length of the ion beam 20. In some embodiments, the ion beam 20 may have some non-uniformity near the outer edges in the longitudinal direction. Thus, by using the portion of the ion beam 20 between the two first locations 11, 12, this non-uniformity of the ion beam 20 can be avoided.

이온 빔(20)이 직선이며 작업물(10)의 외부 에지가 아치형이기 때문에, 이온 빔(20)과 작업물(10)의 에지 사이의 거리가 변화한다. 이온 빔(20)은 작업물(10)의 외부 에지로부터 최대 거리(13)에 배치된다. 이러한 최대 거리(13)는 2개의 제 1 위치들(11, 12) 사이의 제 1 코드의 중간 지점에서 발생하며, 이온 빔(20)의 더 긴 치수에 수직으로 측정된다. 이러한 최대 거리(13)는 작업물(10)의 반경보다는 더 작다. 일부 실시예들에 있어서, 최대 거리(13)는 작업물(10)의 반경보다 훨씬 더 작다. 예를 들어, 일부 실시예들에 있어서, 최대 거리(13)는 1 내지 30 mm 사이일 수 있다. 추가로, 최대 거리(13) 및 작업물(10)의 원주는 선택적으로 프로세싱될 외부 부분을 획정(define)한다. 이러한 외부 부분(40)은 작업물(10)의 직경과 동일한 외부 직경(41) 및, 최대 거리(13)의 2배만큼 더 작은 작업물(10)의 직경과 동일한 내부 직경(42)을 갖는 환형 링일 수 있다. 다시 말해서, 외부 부분(40)은 최대 거리(13)와 동일한 폭 및 작업물(10)의 직경과 동일한 외부 직경을 갖는 환형 링이다. 따라서, 일부 실시예들에 있어서, 환형 링은 1 내지 30 mm 사이의 폭을 갖는다. 특정 실시예들에 있어서, 환형 링은 작업물(10)의 반경보다 더 작은 폭을 갖는다. Since the ion beam 20 is straight and the outer edge of the workpiece 10 is arcuate, the distance between the ion beam 20 and the edge of the workpiece 10 varies. The ion beam 20 is placed at a maximum distance 13 from the outer edge of the workpiece 10 . This maximum distance 13 occurs at the midpoint of the first chord between the two first locations 11 , 12 and is measured perpendicular to the longer dimension of the ion beam 20 . This maximum distance 13 is smaller than the radius of the work piece 10 . In some embodiments, maximum distance 13 is much smaller than the radius of workpiece 10 . For example, in some embodiments, maximum distance 13 may be between 1 and 30 mm. Additionally, the maximum distance 13 and the circumference of the workpiece 10 optionally define the outer part to be processed. This outer portion 40 may be an annular ring having an outer diameter 41 equal to the diameter of the workpiece 10 and an inner diameter 42 equal to the diameter of the workpiece 10 smaller by twice the maximum distance 13. In other words, the outer part 40 is an annular ring with a width equal to the maximum distance 13 and an outer diameter equal to the diameter of the workpiece 10 . Thus, in some embodiments, the annular ring has a width between 1 and 30 mm. In certain embodiments, the annular ring has a width less than the radius of the workpiece 10 .

일단 이온 빔(20)이 작업물(10)을 향해 보내지면, 작업물(10)은 제 1 방향(30)으로 중심(15)에 대하여 회전된다. 작업물(10)은 180°의 각도와 같이 완전한 회전의 일 부분을 통해 회전될 수 있지만, 180°보다 더 크거나 또는 이와 동일한 임의의 회전이 사용될 수 있다. 작업물(10)은 회전 당 10 초 내지 회전 당 2 분 사이와 같은 임의의 적절한 회전 속도로 회전될 수 있지만, 다른 회전 속도들이 사용될 수도 있다. 작업물(10)이 제 1 방향(30)으로 회전될 때, 외부 부분(40)의 상이한 영역이 이온 빔(20)에 노출된다. Once the ion beam 20 is directed towards the workpiece 10, the workpiece 10 is rotated about the center 15 in a first direction 30. Workpiece 10 may be rotated through a portion of a complete rotation, such as through an angle of 180°, but any rotation greater than or equal to 180° may be used. Workpiece 10 may be rotated at any suitable rotational speed, such as between 10 seconds per rotation and 2 minutes per rotation, although other rotational speeds may be used. When the workpiece 10 is rotated in the first direction 30, different regions of the outer portion 40 are exposed to the ion beam 20.

특정 실시예들에 있어서, 작업물(10)은 일정한 회전 속도로 회전될 수 있다. 그러나, 다른 실시예들에 있어서, 회전 속도는 작업물(10)의 위치 또는 시간의 함수로서 변화할 수 있다. 예를 들어, 특정 실시예들에 있어서, 작업물(10)은 방위각적 비-균일성들을 가질 수 있다. 본 개시에 있어서, "방위각적 비-균일성들"은 특정 반경에서 그렇지만 상이한 회전 방향에서 존재하는 비-균일성들을 지칭한다. 다시 말해서, 작업물(10)은 방사상 방향에서 비-균일성을 가질 수 있지만, 또한 상이한 회전 각도들에서의 특정 반경에서 비-균일성을 가질 수 있거나 또는 두 방향들 모두에서 비-균일성을 가질 수 있다. 이러한 실시예들에 있어서, 회전 속도를 변화시키는 것이 외부 부분(40)의 불균일한 프로세싱을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 회전 속도를 느리게 하는 것은 작업물(10)의 외부 부분(40)의 특정 영역의 더 많은 프로세싱을 가능하게 할 수 있다. In certain embodiments, workpiece 10 may be rotated at a constant rotational speed. However, in other embodiments, the rotational speed may vary as a function of time or position of the workpiece 10 . For example, in certain embodiments, workpiece 10 may have azimuthal non-uniformities. In this disclosure, "azimuthal non-uniformities" refer to non-uniformities that exist at a certain radius but in a different direction of rotation. In other words, the workpiece 10 may have non-uniformity in the radial direction, but may also have non-uniformity at a certain radius at different angles of rotation or may have non-uniformity in both directions. In such embodiments, changing the rotational speed may allow for non-uniform processing of the outer portion 40 . For example, slowing down the rotation speed may allow more processing of certain areas of the outer portion 40 of the workpiece 10 .

도 1c는 작업물(10)이 180° 회전된 이후의 작업물(10) 및 이온 빔(20)을 도시한다. 이러한 시점에, 외부 부분(40)의 절반이 프로세싱된 부분(44)을 형성하도록 주입되었다. 이러한 회전 다음에, 그 후 작업물(10)은 이온 빔(20)에 대하여 측방으로 이동된다. 특정 실시예들에 있어서, 이온 빔(20)은 작업물(10)이 고정된 채로 남아 있는 동안 이동된다. 다른 실시예들에 있어서, 이온 빔(20)이 고정된 채로 남아 있는 동안 작업물(10)이 이동된다. 다른 실시예들에 있어서, 작업물(10) 및 이온 빔(20) 둘 모두가 이동된다. 1C shows workpiece 10 and ion beam 20 after workpiece 10 has been rotated 180°. At this point, half of outer portion 40 has been implanted to form processed portion 44 . Following this rotation, the work piece 10 is then moved laterally relative to the ion beam 20 . In certain embodiments, the ion beam 20 is moved while the workpiece 10 remains stationary. In other embodiments, the workpiece 10 is moved while the ion beam 20 remains stationary. In other embodiments, both workpiece 10 and ion beam 20 are moved.

도 1d는 이러한 상대적인 운동 이후의 작업물(10) 및 이온 빔(20)의 구성을 도시한다. 이제 작업물(10)의 중심(15)은 도 1a에 비하여 이온 빔(20)의 반대 편 상에 존재한다. 다시 말해서, 도 1a에서 작업물(10)의 중심(15)이 이온 빔(20) 아래에 있는 경우, 도 1d에서 작업물(10)의 중심(15)은 이온 빔(20) 위에 있을 것이다. 대안적으로, 이러한 프로세스가 도 1a에서 작업물(10)의 중심(15)이 이온 빔(20) 위에 있는 상태에서 시작하는 경우, 작업물(10)의 중심(15)은 도 1d에서 이온 빔(20)의 아래에 있을 것이다. 따라서, 측방 이동은 작업물(10)의 중심(15)이 시작 위치에 비하여 이온 빔(20)의 반대 편 상에 배치되게끔 한다. 1D shows the configuration of the workpiece 10 and ion beam 20 after this relative movement. The center 15 of the workpiece 10 is now on the opposite side of the ion beam 20 compared to FIG. 1A. In other words, if the center 15 of the workpiece 10 in FIG. 1A is below the ion beam 20, the center 15 of the workpiece 10 in FIG. 1D will be above the ion beam 20. Alternatively, if this process starts with the center 15 of the workpiece 10 in FIG. 1A above the ion beam 20, the center 15 of the workpiece 10 will be below the ion beam 20 in FIG. 1D. Thus, the lateral movement causes the center 15 of the workpiece 10 to be positioned on the opposite side of the ion beam 20 relative to the starting position.

도 1e에서, 작업물(10)이 이온 빔(20)에 대하여 이동되어, 이온 빔(20)이 작업물(10)에 걸쳐 연장하며 이는 제 2 코드로서 지칭되는 기하학적 라인을 형성한다. 이온 빔(20)은 작업물(10) 상의 제 2 위치를 향해 보내지며, 이는 작업물(10)의 외부 에지로부터 미리 결정된 거리인 제 2 코드를 형성한다. 이러한 외부 에지로부터의 미리 결정된 거리는 제 1 위치에서 사용된 것과 동일하다. 이온 빔(20)은 2개의 제 2 위치들(16, 17)에서 길이 방향으로 작업물(10)을 넘어 연장한다. 이온 빔(20)이 직선이며 작업물(10)의 외부 에지가 아치형이기 때문에, 이온 빔(20)과 작업물(10)의 에지 사이의 거리가 변화한다. 이온 빔(20)은 작업물(10)의 외부 에지로부터 최대 거리(13)에 배치된다. 다시 말해서, 이온 빔(20)은, 이온 빔(20)이 외부 부분(40)의 내부 직경(42)을 터치하도록 위치된다. 특정 실시예들에 있어서, 제 1 코드 및 제 2 코드는 서로 평행할 수 있다. In FIG. 1E , the workpiece 10 is moved relative to the ion beam 20 so that the ion beam 20 extends across the workpiece 10 forming a geometric line referred to as a second chord. The ion beam 20 is directed towards a second location on the workpiece 10, which forms a second chord that is a predetermined distance from the outer edge of the workpiece 10. The predetermined distance from this outer edge is the same as that used in the first location. The ion beam 20 extends beyond the workpiece 10 in the longitudinal direction at two second locations 16 and 17 . Since the ion beam 20 is straight and the outer edge of the workpiece 10 is arcuate, the distance between the ion beam 20 and the edge of the workpiece 10 varies. The ion beam 20 is placed at a maximum distance 13 from the outer edge of the workpiece 10 . In other words, the ion beam 20 is positioned such that the ion beam 20 touches the inner diameter 42 of the outer portion 40 . In certain embodiments, the first cord and the second cord may be parallel to each other.

작업물(10) 및 이온 빔(20)이 도 1e에 도시된 바와 같이 배향된 이후에, 작업물(10)은 도 1b에서 사용된 제 1 방향(30)과 반대되는 제 2 방향(31)으로 중심(15)에 대하여 회전된다. 다시 말해서, 제 1 방향(30)이 시계 방향인 경우, 제 2 방향(31)은 반시계 방향이다. 반대로, 제 1 방향(30)이 반시계 방향인 경우, 제 2 방향(31)은 시계 방향이다. 제 2 방향(31)으로의 회전은 중심 부분(43)의 전체를 둘러싸는 프로세싱된 부분(44)을 생성할 수 있다. After workpiece 10 and ion beam 20 are oriented as shown in FIG. 1E, workpiece 10 is rotated about center 15 in a second direction 31 opposite to first direction 30 used in FIG. 1B. In other words, when the first direction 30 is clockwise, the second direction 31 is counterclockwise. Conversely, if the first direction 30 is counterclockwise, the second direction 31 is clockwise. Rotation in the second direction 31 may create a processed portion 44 that encloses the entirety of the central portion 43 .

작업물이 제 2 방향(31)으로 회전된 이후에, 작업물(10)은 도 1f 또는 도1a에 도시된 바와 같이 이온 빔(20)에 대하여 이동될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 작업물(10)은 도 1c에 도시된 위치로부터 도 1e에 도시된 위치로 직접적으로 이동할 수 있다. 유사하게, 작업물(10)은 도 1e에 도시된 위치로부터 도 1b에 도시된 위치로 더 직접적으로 이동할 수 있다. 다시 말해서, 특정 실시예들에 있어서, 이온 빔(20)의 위치는 도 1b 및 도 1e에 도시된 위치들 사이에서 왕복(oscillate)할 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 이러한 2개의 위치들 사이의 거리는 최대 거리(13)의 2배만큼 더 작은 작업물(10)의 직경에 의해 주어질 수 있다. After the workpiece has been rotated in the second direction 31, the workpiece 10 can be moved relative to the ion beam 20 as shown in FIG. 1F or 1A. In certain embodiments, the workpiece 10 can move directly from the position shown in FIG. 1C to the position shown in FIG. 1E. Similarly, the work piece 10 can move more directly from the position shown in FIG. 1E to the position shown in FIG. 1B. In other words, in certain embodiments, the position of the ion beam 20 may oscillate between the positions shown in FIGS. 1B and 1E. In certain embodiments, the distance between these two locations may be given by a smaller diameter of the workpiece 10 by twice the maximum distance 13 .

예시들의 이러한 시퀀스에 있어서, 제 1 방향(30)으로의 회전의 각도가 180°이고, 유사하게 제 2 방향(31)으로의 회전의 각도가 또한 180°인 것으로 가정되며, 따라서 전체 외부 부분(40)이 프로세싱된 부분(44)을 생성하기 위하여 이온 빔(20)에 균일하게 노출된다. In this sequence of examples, it is assumed that the angle of rotation in the first direction 30 is 180°, and similarly the angle of rotation in the second direction 31 is also 180°, so that the entire outer portion 40 is uniformly exposed to the ion beam 20 to produce the processed portion 44.

도 1a 내지 도 1f에 도시된 것과 같은 특정 실시예들에 있어서, 제 2 방향(31)으로의 회전의 각도는 제 1 방향(30)으로의 회전의 각도와 동일할 수 있다. 이러한 실시예들에 있어서, 작업물(10)은, 작업물(10)이 도 1a의 동안에 시작했던 동일한 배향으로 도 1f에서 복귀될 수 있다. 플래튼이 단지 제한된 회전 운동만을 할 수 있는 실시예들에 있어서, 이러한 실시예는 적어도 180°의 회전 운동을 할 수 있는 플래튼을 사용하여 외부 부분(40)의 전체가 프로세싱되는 것을 가능하게 한다. 따라서, 360°의 회전을 할 수 없는 플래튼이 여전히 이러한 선택적 프로세싱을 수행하기 위하여 사용될 수 있다. In certain embodiments, such as those shown in FIGS. 1A-1F , the angle of rotation in the second direction 31 may be equal to the angle of rotation in the first direction 30 . In these embodiments, the workpiece 10 can be returned in FIG. 1F in the same orientation in which the workpiece 10 started during FIG. 1A. In embodiments where the platen is capable of only limited rotational motion, this embodiment allows the entirety of outer portion 40 to be processed using a platen capable of rotational motion of at least 180°. Thus, a platen incapable of 360° of rotation can still be used to perform this selective processing.

도 1a 내지 도 1f가 180°의 회전의 각도를 도시하지만, 다른 실시예들이 또한 본 개시의 범위 내에 속한다. 예를 들어, 제 1 방향(30)에서의 회전의 각도 및 제 2 방향(31)에서의 회전의 각도 둘 모두가 270°인 경우, 도 1a 내지 도 1f에 도시된 시퀀스를 2번 반복하는 것이 작업물(10)이 3번의 완전한 회전들을 완료하게끔 할 것이다. 유사하게, 제 1 방향(30)에서의 회전의 각도 및 제 2 방향(31)에서의 회전의 각도 둘 모두가 240°인 경우, 도 1a 내지 도 1f에 도시된 시퀀스를 3번 반복하는 것이 작업물(10)이 4번의 완전한 회전들을 완료하게끔 할 것이다. 이에 더하여, 이러한 시퀀스의 전체가 반드시 정수 회 반복되어야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 240°의 회전의 각도를 사용하면, 도 1a 내지 도 1f에 도시된 시퀀스가 한번 수행되고, 그 다음에 도 1a 내지 도 1c에 도시된 시퀀스가 이어지는 경우, 작업물(10)은 2번의 완전한 회전들을 완료하였을 것이다. 1A-1F show an angle of rotation of 180°, other embodiments are also within the scope of the present disclosure. For example, if the angle of rotation in the first direction 30 and the angle of rotation in the second direction 31 are both 270°, repeating the sequence shown in FIGS. 1A-1F twice will cause the workpiece 10 to complete three full rotations. Similarly, if the angle of rotation in the first direction 30 and the angle of rotation in the second direction 31 are both 240°, repeating the sequence shown in FIGS. 1A-1F three times will cause the workpiece 10 to complete four full rotations. In addition, not all of these sequences have to be repeated an integer number of times. For example, using an angle of rotation of 240°, if the sequence shown in FIGS. 1A-1F were performed once, followed by the sequence shown in FIGS.

따라서, 일부 실시예들에 있어서, 도 1a 내지 도 1f에 도시된 시퀀스는, 제 1 방향(30)에서 및 제 2 방향(31)에서 동일한 수의 회전들이 존재하도록 정수 회로 반복될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 도 1a 내지 도 1c에 도시된 시퀀스는, 제 1 방향(30)에서의 회전들의 수가 제 2 방향(31)에서의 회전들의 수보다 1번 더 많도록 도 1d 내지 도 1f에 도시된 시퀀스보다 1번 더 반복된다. Thus, in some embodiments, the sequence shown in FIGS. 1A-1F can be repeated an integral number of times so that there are the same number of rotations in the first direction 30 and in the second direction 31 . In other embodiments, the sequence shown in FIGS. 1A-1C is repeated one more time than the sequence shown in FIGS. 1D-1F such that the number of rotations in the first direction 30 is one more than the number of rotations in the second direction 31.

도 1c와 도 1d 사이에서 및 도 1f와 도 1a 사이에서와 같이 이온 빔(20)에 대하여 작업물(10)을 이동시키기 위하여, 이온 빔(20)이 작업물(10)에 걸쳐 통과할 수 있다는 것을 주목해야 한다. 특정 실시예들에 있어서, 이러한 상대적인 움직임은 이온 빔(20)으로부터의 이온들이 작업물(10)의 중심 부분(43)에 충돌하게끔 할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 이온 빔(20)에 대한 이러한 중심 부분(43)의 노출이 원치 않는 것일 수 있다. It should be noted that the ion beam 20 can pass across the workpiece 10 to move the workpiece 10 relative to the ion beam 20 as between FIGS. 1C and 1D and between FIGS. 1F and 1A. In certain embodiments, this relative motion may cause ions from ion beam 20 to impinge on central portion 43 of workpiece 10 . In some embodiments, exposure of this central portion 43 to the ion beam 20 may be undesirable.

따라서, 특정 실시예들에 있어서, 이러한 상대적인 움직임의 효과들이 완화될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 있어서, 작업물(10)은 도 1c에 도시된 위치로부터 도 1d 또는 도 1e에 도시된 위치로 그리고 도 1f에 도시된 위치로부터 도 1a 또는 도 1b에 도시된 위치로 빠르게 이동된다. 예를 들어, 작업물(10)은 45 cm/sec 또는 임의의 다른 적절한 속도로 이동될 수 있다. 이는 작업물(10)의 중심 부분(43)에 충돌하는 이온들의 양을 감소시킬 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 이온 빔(20)은 이러한 상대적인 움직임 동안 물리적으로 차단될 수 있다. 예를 들어, 섀도우 마스크 또는 패러데이 컵이 이온 빔(20)이 작업물(10)에 도달하는 것을 중단시키기 위하여 이온 빔(20)의 소스와 작업물(10) 사이에 배치될 수 있다. 또 다른 실시예들에 있어서, 이온 빔(20)은 블랭킹될 수 있다. 이온 빔(20)은 이하에서 더 상세하게 설명되는 다양한 기술들을 사용하여 블랭킹될 수 있다. Thus, in certain embodiments, the effects of such relative motion may be mitigated. For example, in one embodiment, the workpiece 10 is moved quickly from the position shown in FIG. 1C to the position shown in FIG. 1D or 1E and from the position shown in FIG. 1F to the position shown in FIG. 1A or 1B. For example, workpiece 10 may be moved at 45 cm/sec or any other suitable speed. This can reduce the amount of ions impinging on the central portion 43 of the work piece 10 . In other embodiments, the ion beam 20 may be physically blocked during this relative movement. For example, a shadow mask or Faraday cup may be disposed between the source of the ion beam 20 and the workpiece 10 to stop the ion beam 20 from reaching the workpiece 10 . In still other embodiments, the ion beam 20 may be blanked. The ion beam 20 may be blanked using various techniques described in more detail below.

각각의 완전한 회전 이후에, 외부 부분(40)의 모든 영역들이 동등하게 이온 빔(20)에 노출될 것이다. 한편, 중심(15) 및 외부 부분(40)의 내부 직경(42)과 동일한 외부 직경을 갖는 원형이 작업물(10)의 중심 부분(43)은 이온 빔(20)에 전혀 노출되지 않을 수 있다. 회전들의 수 및 속도가 외부 부분(40)이 받는 프로세싱의 양을 결정한다. 회전들의 목표 수가 완료된 이후에, 시퀀스가 중단된다. After each complete rotation, all areas of the outer portion 40 will be equally exposed to the ion beam 20 . On the other hand, the central portion 43 of the circular workpiece 10 having the same outer diameter as the inner diameter 42 of the center 15 and the outer portion 40 may not be exposed to the ion beam 20 at all. The number and speed of rotations determines the amount of processing the outer portion 40 undergoes. After the target number of rotations have been completed, the sequence is stopped.

도 1a 내지 도 1f가 작업물(10)의 상단 근처에 있는 제 1 위치 및 작업물(10)의 하단 근처에 있는 제 2 위치를 도시하지만, 다른 실시예들이 또한 가능하다. 예를 들어, 제 1 위치는 하단, 좌측 측면 또는 우측 측면 근처에 있을 수 있다. 유사하게, 제 2 위치는 상단, 좌측 측면 또는 우측 측면 근처에 있을 수 있다. 제 1 및 제 2 위치들은, 도 1a 내지 도 1f에 도시된 시퀀스가 외부 부분(40)의 전체를 프로세싱하는 한 작업물(10) 상의 임의의 장소에 배치될 수 있다. 따라서, 도 1a 내지 도 1f는 예시적이며 본 개시에 의해 제한되는 것을 의미하지 않는다. 1A-1F show a first position near the top of the workpiece 10 and a second position near the bottom of the workpiece 10, other embodiments are also possible. For example, the first location may be near the bottom, left side or right side. Similarly, the second location may be near the top, left side or right side. The first and second positions can be placed anywhere on the workpiece 10 as long as the sequence shown in FIGS. 1A-1F processes the entirety of the outer portion 40 . Accordingly, FIGS. 1A-1F are illustrative and not meant to be limited by the present disclosure.

작업물(10)의 외부 부분(40)의 선택적 프로세싱은 임의의 적절한 이온 빔 주입 시스템을 사용하여 수행될 수 있다. Selective processing of outer portion 40 of workpiece 10 may be performed using any suitable ion beam implantation system.

도 2는 외부 부분(40)의 선택적 프로세싱을 수행하기 위하여 사용될 수 있는 빔라인 이온 주입 시스템(200)을 도시한다. 도면에 예시된 바와 같이, 빔라인 이온 주입 시스템(200)은 이온 소스 및 이온 빔(220)이 통과하는 복잡한 일련의 빔-라인 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 이온 소스는 이온들이 생성되는 이온 소스 챔버(202)를 포함할 수 있다. 이온 소스는 또한 전원(201) 및 이온 소스 챔버(202) 근처에 배치되는 추출 전극들(204)을 포함할 수 있다. 추출 전극들(204)은 억제 전극(204a) 및 접지 전극(204b)을 포함할 수 있다. 이온 소스 챔버(202), 억제 전극(204a) 및 접지 전극(2044b)의 각각이 개구를 포함할 수 있다. 이온 소스 챔버(202)는 추출 개구(미도시)를 포함할 수 있으며, 억제 전극은 억제 전극 개구(미도시)를 포함할 수 있고, 접지 전극은 접지 전극 개구(미도시)를 포함할 수 있다. 개구들은, 이온 소스 챔버(202)에서 생성된 이온들이 빔-라인 컴포넌트들을 향해 통과하는 것을 가능하게 하기 위하여 서로 연통할 수 있다.FIG. 2 shows a beamline ion implantation system 200 that can be used to perform selective processing of outer portion 40 . As illustrated in the figure, beamline ion implantation system 200 may include an ion source and a complex series of beam-line components through which ion beam 220 passes. The ion source may include an ion source chamber 202 in which ions are generated. The ion source may also include extraction electrodes 204 disposed near the power source 201 and the ion source chamber 202 . The extraction electrodes 204 may include a suppression electrode 204a and a ground electrode 204b. Each of the ion source chamber 202, suppression electrode 204a, and ground electrode 2044b may include an opening. The ion source chamber 202 can include an extraction opening (not shown), the suppression electrode can include a suppression electrode opening (not shown), and the ground electrode can include a ground electrode opening (not shown). The apertures may communicate with each other to allow ions generated in the ion source chamber 202 to pass towards the beam-line components.

빔라인 컴포넌트들은, 예를 들어, 질량 분석기(206), 제 1 가속 또는 감속(A1 또는 D1) 스테이지(208), 콜리메이터(collimator)(210), 및 제 2 가속 또는 감속(A2 또는 D2) 스테이지(212)를 포함할 수 있다. 광 빔을 조작하는 일련의 광학적 렌즈들과 매우 유사하게, 빔-라인 컴포넌트들은 이온들 또는 이온 빔(220)을 필터링하고, 포커싱하며, 조작할 수 있다. 빔-라인 컴포넌트들을 통과하는 이온 빔(220)은 플래튼(platen)(216) 또는 클램프(clamp) 상에 장착된 작업물(10)을 향해 보내질 수 있다. 이온 빔(220)은 그 높이보다 훨씬 더 큰 길이를 갖는 리본 이온 빔일 수 있다. 또 다른 실시예들에 있어서, 이온 빔(220)은 스팟 이온 빔일 수 있다. 이러한 실시예들에 있어서, 스팟 빔을 길이 방향으로 스캔하기 위하여 스캐너가 작업물(10) 이전에 배치될 수 있다. 작업물(10)은, 때때로 "로플랫(roplat)"으로 지칭되는 장치에 의해 하나 이상의 차원들로 이동될 수 있다. 로플랫은 도 1b에 도시된 바와 같이 작업물(10)을 작업물의 중심에 대하여 회전시키도록 구성될 수 있다. 추가로, 로플랫은, 이온 빔(220)이 도 1b 및 도 1e에 도시된 것과 같이 작업물의 특정 영역으로 보내지도록 작업물(10)을 이동시키게 구성될 수 있다.Beamline components may include, for example, a mass analyzer 206, a first acceleration or deceleration (A1 or D1) stage 208, a collimator 210, and a second acceleration or deceleration (A2 or D2) stage 212. Much like a series of optical lenses that manipulate a light beam, the beam-line components can filter, focus, and manipulate ions or ion beam 220 . The ion beam 220 passing through the beam-line components can be directed towards a workpiece 10 mounted on a platen 216 or clamp. Ion beam 220 may be a ribbon ion beam having a length much greater than its height. In still other embodiments, ion beam 220 may be a spot ion beam. In these embodiments, a scanner may be positioned before the workpiece 10 to scan the spot beam longitudinally. Workpiece 10 may be moved in one or more dimensions by means of a device sometimes referred to as a "roplat". The low flat may be configured to rotate the workpiece 10 about the center of the workpiece as shown in FIG. 1B. Additionally, the low flats may be configured to move the workpiece 10 so that the ion beam 220 is directed to a specific area of the workpiece, as shown in FIGS. 1B and 1E.

제어기(250)는 빔라인 이온 주입 시스템(200)의 동작을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 제어기(250)는 프로세싱 유닛(251) 및 메모리 엘리먼트(252)를 포함할 수 있다. 저장 엘리먼트(252)는 임의의 적절한 비-일시적인 메모리 디바이스, 예컨대 반도체 메모리(즉, RAM, ROM, EEPROM, 플래시 RAM, DRAM, 등), 자기 메모리(즉, 디스크 드라이브들), 또는 광학적 메모리(즉, CD ROM들)일 수 있다. 저장 엘리먼트(252)는 명령어들을 포함하기 위하여 사용될 수 있으며, 명령어들은 제어기(250) 내의 프로세싱 유닛(251)에 의해 실행될 때 빔라인 이온 주입 시스템(200)이 도 1a 내지 도 1f에 도시된 시퀀스를 수행하는 것을 가능하게 한다. Controller 250 may be used to control operation of beamline ion implantation system 200 . The controller 250 may include a processing unit 251 and a memory element 252 . The storage element 252 may be any suitable non-transitory memory device, such as semiconductor memory (i.e., RAM, ROM, EEPROM, flash RAM, DRAM, etc.), magnetic memory (i.e., disk drives), or optical memory (i.e., CD ROMs). The storage element 252 may be used to contain instructions that, when executed by processing unit 251 within controller 250, enable beamline ion implantation system 200 to perform the sequence shown in FIGS. 1A-1F.

도 3은 외부 부분(40)의 선택적 프로세싱을 수행하기 위하여 사용될 수 있는 이온 주입 시스템(300)의 다른 실시예를 도시한다. 이온 소스(301)가 존재한다. 이러한 이온 소스(301)는 흑연 또는 다른 적절한 재료로 구성될 수 있는 플라즈마 챔버 벽들(307)에 의해 획정(define)되는 플라즈마 챔버(305)를 포함한다. 이러한 플라즈마 챔버(305)에, 소스 가스 컨테이너(370)와 같은 하나 이상의 소스 가스 컨테이너 내에 저장된 하나 이상의 소스 가스들이 가스 주입구(310)를 통해 공급될 수 있다. 이러한 소스 가스는 RF 안테나(320) 또는 다른 플라즈마 생성 메커니즘; 예를 들어 비제한적으로 간접 가열식 캐소드(cathode) 또는 핫 필라멘트(hot filament)에 의해 에너지를 공급받을 수 있다. RF 안테나(320)는, RF 안테나(320)에 전력을 공급하는 RF 전원 공급장치(미도시)와 전기적으로 연통한다. 석영 또는 알루미나 윈도우(window)와 같은 유전체 윈도우(325)는 RF 안테나(320)와 이온 소스(301)의 내부 사이에 배치될 수 있다. 이온 소스(301)는 또한 이온들이 통과할 수 있는 개구(340)를 포함한다. 네거티브(negative) 전압이, 플라즈마 챔버(305) 내로부터 개구(340)를 통해 그리고 작업물(10)을 향해 포지티브하게(positively) 대전된 이온들을 이온 빔(380) 형태로 추출하기 위하여 개구(340) 외부에 배치된 추출 억제 전극(330)에 인가된다. 접지 전극(350)이 또한 이용될 수 있다. 일부 실시예들에 있어, 개구(340)는 유전체 윈도우(325)를 포함하는 측(side)에 대향되는 이온 소스(301)의 측 상에 위치된다. FIG. 3 shows another embodiment of an ion implantation system 300 that can be used to perform selective processing of outer portion 40 . An ion source 301 is present. This ion source 301 includes a plasma chamber 305 defined by plasma chamber walls 307 which may be constructed of graphite or other suitable material. One or more source gases stored in one or more source gas containers such as the source gas container 370 may be supplied to the plasma chamber 305 through the gas injection port 310 . Such a source gas may be generated by an RF antenna 320 or other plasma generating mechanism; For example, it may be energized by, but not limited to, an indirectly heated cathode or a hot filament. The RF antenna 320 is in electrical communication with an RF power supply (not shown) that supplies power to the RF antenna 320 . A dielectric window 325, such as a quartz or alumina window, may be disposed between the RF antenna 320 and the interior of the ion source 301. The ion source 301 also includes an opening 340 through which ions can pass. A negative voltage is applied to an extraction inhibiting electrode 330 disposed outside the aperture 340 to extract positively charged ions from within the plasma chamber 305 through the aperture 340 and towards the workpiece 10 in the form of an ion beam 380. A ground electrode 350 may also be used. In some embodiments, aperture 340 is located on the side of ion source 301 opposite the side that includes dielectric window 325 .

추가적으로, 전자석들(308)이 플라즈마 챔버 벽들(307) 주변에 배치될 수 있다. 이러한 전자석들(308)은, 플라즈마 챔버(305)로부터 추출되는 이온 빔(380)의 형상 또는 밀도를 변경하기 위하여 플라즈마 챔버(305) 내의 플라즈마를 조작하기 위하여 사용될 수 있다.Additionally, electromagnets 308 may be disposed around the plasma chamber walls 307 . These electromagnets 308 can be used to manipulate the plasma within the plasma chamber 305 to change the shape or density of the ion beam 380 that is extracted from the plasma chamber 305 .

제어기(360)는 이온 주입 시스템(300)의 동작을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 제어기(360)는 프로세싱 유닛(361) 및 메모리 엘리먼트(362)를 포함할 수 있다. 저장 엘리먼트(362)는 임의의 적절한 비-일시적인 메모리 디바이스, 예컨대 반도체 메모리(즉, RAM, ROM, EEPROM, 플래시 RAM, DRAM, 등), 자기 메모리(즉, 디스크 드라이브들), 또는 광학적 메모리(즉, CD ROM들)일 수 있다. 저장 엘리먼트(362)는 명령어들을 포함하기 위하여 사용될 수 있으며, 명령어들은 제어기(360) 내의 프로세싱 유닛(361)에 의해 실행될 때 빔라인 이온 주입 시스템(300)이 도 1a 내지 도 1f에 도시된 시퀀스를 수행하는 것을 가능하게 한다. Controller 360 may be used to control operation of ion implantation system 300 . The controller 360 may include a processing unit 361 and a memory element 362 . The storage element 362 may be any suitable non-transitory memory device, such as semiconductor memory (i.e., RAM, ROM, EEPROM, flash RAM, DRAM, etc.), magnetic memory (i.e., disk drives), or optical memory (i.e., CD ROMs). The storage element 362 can be used to contain instructions, which when executed by the processing unit 361 within the controller 360 enable the beamline ion implantation system 300 to perform the sequence shown in FIGS. 1A-1F.

작업물(10)은 회전 및 선형 운동이 가능할 수 있는 플래튼(390) 상에 배치될 수 있다. 플래튼(390)은 도 1b에 도시된 바와 같이 회전하도록 구성될 수 있다.Workpiece 10 may be placed on a platen 390 capable of rotational and linear motion. Platen 390 may be configured to rotate as shown in FIG. 1B.

도 4는 본원에서 설명되는 프로세스의 순서도를 도시한다. 이러한 프로세스는 도 2의 빔라인 이온 주입 시스템(200)과 관련하여 제어기(250)에 의해 실행될 수 있다. 대안적으로, 이러한 프로세스는 도 3의 빔라인 이온 주입 시스템(300)과 관련하여 제어기(360)에 의해 실행될 수 있다. 따라서, 특정 실시예들에 있어서, 명령어들의 세트를 포함하는 소프트웨어 프로그램이 이러한 시퀀스가 수행되는 것을 가능하게 하기 위하여 제어기 내의 비-일시적인 저장 엘리먼트 내로 로딩(load)될 수 있다. 4 shows a flow chart of the process described herein. This process may be executed by controller 250 in conjunction with beamline ion implantation system 200 of FIG. 2 . Alternatively, this process may be executed by controller 360 in conjunction with beamline ion implantation system 300 of FIG. 3 . Thus, in certain embodiments, a software program comprising a set of instructions may be loaded into a non-transitory storage element within the controller to enable this sequence to be performed.

먼저, 프로세스(400)에 도시된 바와 같이, 작업물(10)은, 이온 빔(20)이 작업물 상의 제 1 위치를 향해 보내질 수 있도록 이동된다. 이러한 제 1 위치는 작업물의 외부 에지로부터 미리 결정된 거리일 수 있다. 추가로, 이온 빔은 2개의 제 1 위치들에서 작업물의 외부 에지를 넘어 연장할 수 있다. 이는, 빔라인 이온 주입 시스템(200) 내의 플래튼(216)을 제어하는 로플랫을 작동시킴으로써 또는 이온 주입 시스템(300) 내의 플래튼(390)을 작동시킴으로써 달성될 수 있다. First, as shown in process 400, workpiece 10 is moved so that ion beam 20 can be directed toward a first location on the workpiece. This first location may be a predetermined distance from the outer edge of the workpiece. Additionally, the ion beam may extend beyond the outer edge of the workpiece at two first locations. This may be accomplished by actuating a low flat controlling platen 216 in beamline ion implantation system 200 or by actuating platen 390 in ion implantation system 300 .

일단 이온 빔이 제 1 위치를 향해 보내지면, 프로세스(410)에 도시된 바와 같이 제어기는 플래튼이 작업물의 중심에 대하여 회전하게끔 할 수 있다. 다시, 이는 도 2에 도시된 실시예에서는 로플랫을 작동시킴으로써 또는 도 3에 도시된 실시예에서는 플래튼(390)을 작동시킴으로써 달성될 수 있다. 작업물(10)은 제 1 방향, 예컨대 시계 방향으로 회전된다. Once the ion beam is directed towards the first position, the controller can cause the platen to rotate about the center of the work piece as shown in process 410. Again, this can be accomplished by actuating low flats in the embodiment shown in FIG. 2 or by actuating platen 390 in the embodiment shown in FIG. 3 . The workpiece 10 is rotated in a first direction, for example clockwise.

작업물(10)이 미리 결정된 각도의 회전을 통해 이동된 이후에, 프로세스(420)에 도시된 바와 같이 제어기는 이온 빔이 작업물(10)에 충돌하는 것을 중단하게끔 할 수 있다. 이는 다수의 상이한 방식들로 수행될 수 있다. After the workpiece 10 has moved through the predetermined angle of rotation, the controller can cause the ion beam to stop impinging on the workpiece 10 as shown in process 420 . This can be done in a number of different ways.

먼저, 이온 빔이 차단될 수 있다. 예를 들어, 제어기는, 이온 빔(20)이 작업물(10)에 도달하지 않도록 작동기로 하여금 패러데이 컵 또는 섀도우 마스크를 이온 빔(20)의 경로 내로 이동시키게끔 할 수 있다. 이러한 접근 방식이 이온 빔 차단으로서 지칭된다.First, the ion beam may be blocked. For example, the controller may cause an actuator to move a Faraday cup or shadow mask into the path of the ion beam 20 so that the ion beam 20 does not reach the workpiece 10 . This approach is referred to as ion beam blocking.

대안적으로, 이온 빔이 블랭킹될 수 있다. 이는, 이온 빔이 작업물(10)에 충돌하지 않도록 하는 이온 주입 시스템의 조작을 지칭한다. 예를 들어, 도 2에 도시된 실시예에 있어서, 이는 다수의 방식들로 이루어질 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 추출 전극(204)에 인가되는 전압이 이온 소스 챔버(202)를 빠져 나가는 이온 빔의 전류를 감소시키도록 수정될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 제 1 가속 또는 감속(A1 또는 D1) 스테이지(208) 또는 제 2 가속 또는 감속(A2 또는 D2) 스테이지(212)에 인가되는 전압이 이온 빔 전류를 감소시키기 위하여 수정될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 이온 소스 챔버(202) 내로의 가스의 흐름이 느려지거나 또는 중단될 수 있다. Alternatively, the ion beam may be blanked. This refers to the operation of the ion implantation system such that the ion beam does not impinge on the work piece 10 . For example, in the embodiment shown in Figure 2, this can be done in a number of ways. In certain embodiments, the voltage applied to the extraction electrode 204 may be modified to reduce the current of the ion beam exiting the ion source chamber 202 . In certain embodiments, the voltage applied to the first acceleration or deceleration (A1 or D1) stage 208 or the second acceleration or deceleration (A2 or D2) stage 212 may be modified to reduce the ion beam current. In certain embodiments, the flow of gas into the ion source chamber 202 may be slowed or stopped.

도 3에 도시된 실시예에 있어서, 이온 빔의 블랭킹 역시 다수의 방식들로 이루어질 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 추출 억제 전극(330)에 인가되는 전압이 플라즈마 챔버(305)를 빠져 나가는 이온 빔의 전류를 감소시키기 위하여 수정될 수 있다. 특정 실시예들에 있어서, 가스 소스 컨테이너(370)로부터의 가스의 흐름이 이온 빔(380)의 전류를 감소시키기 위하여 느려질 수 있다. In the embodiment shown in Figure 3, blanking of the ion beam may also be accomplished in a number of ways. In certain embodiments, the voltage applied to the extraction inhibition electrode 330 may be modified to reduce the current of the ion beam exiting the plasma chamber 305 . In certain embodiments, the flow of gas from gas source container 370 can be slowed to reduce the current in ion beam 380 .

특정 실시예들에 있어서, 이온 빔(20)은, 제 1 위치로부터 제 2 위치로 이동하는 동안 작업물에 충돌하도록 허용될 수 있다. 이의 효과는 예컨대 45 cm/sec 또는 다른 적절한 속도로 이온 빔에 대하여 플래튼을 빠르게 이동시킴으로써 최소화될 수 있다. In certain embodiments, the ion beam 20 may be allowed to impinge on the workpiece while moving from the first position to the second position. This effect can be minimized by moving the platen rapidly relative to the ion beam, for example at 45 cm/sec or other suitable speed.

그런 다음, 작업물(10)은 프로세스(430)에 도시된 바와 같이 제 2 위치로 이온 빔(20)에 대하여 이동된다. 제 2 위치는 작업물(10)의 중심의 반대 측 상에 존재할 수 있으며, 외부 에지로부터 제 1 위치와 동일한 미리 결정된 거리일 수 있다. 다시 말해서, 특정 실시예들에 있어서, 작업물(10)은 미리 결정된 거리의 2배만큼 더 적은 작업물(10)의 직경과 동일한 거리만큼 이동될 수 있다. 도 1a 내지 도 1f에 도시된 것들과 같은 특정 실시예들에 있어서, 제 1 위치에 있을 때의 이온 빔(20)은 제 2 위치에 있을 때의 이온 빔(20)에 평행할 수 있다. 작업물(10)은 플래튼(390)(도 3 참조) 또는 플래튼(216)(도 2 참조)을 작동시킴으로써 이동될 수 있다. The workpiece 10 is then moved relative to the ion beam 20 to a second position as shown in process 430 . The second location may be on the opposite side of the center of the workpiece 10 and may be the same predetermined distance from the outer edge as the first location. In other words, in certain embodiments, the workpiece 10 may be moved a distance equal to the diameter of the workpiece 10 less than twice the predetermined distance. In certain embodiments, such as those shown in FIGS. 1A-1F , the ion beam 20 when in the first position may be parallel to the ion beam 20 when in the second position. Workpiece 10 may be moved by actuating platen 390 (see FIG. 3) or platen 216 (see FIG. 2).

작업물(10)이 이온 빔(20)에 대하여 이동된 이후에, 이온 빔이 작업물에 충돌하는 것이 이전에 방지되었던 경우 이온 빔이 이제 인에이블(enable)된다. 그런 다음, 프로세스(440)에 도시된 바와 같이 작업물(10)이 제 1 방향에 반대되는 제 2 방향으로 회전된다. 이전과 같이, 이는 도 2의 실시예에서는 로플랫을 제어함으로써 또는 도 3의 실시예에서는 플래튼(390)을 회전시킴으로써 달성될 수 있다. 작업물은 미리 결정된 각도의 회전만큼 회전될 수 있으며, 이는 프로세스(410)에서 사용된 미리 결정된 각도의 회전과 동일할 수 있다. After the workpiece 10 has been moved relative to the ion beam 20, the ion beam is now enabled if the ion beam was previously prevented from impinging on the workpiece. The workpiece 10 is then rotated in a second direction opposite to the first direction, as shown in process 440 . As before, this can be accomplished by controlling the low flats in the FIG. 2 embodiment or by rotating the platen 390 in the FIG. 3 embodiment. The workpiece may be rotated by a predetermined angle of rotation, which may be the same as the predetermined angle of rotation used in process 410 .

도 4에 도시된 시퀀스는 희망되는 선택적 프로세싱을 수행하기 위하여 복수 회 반복될 수 있다. 시퀀스가 반복되는 경우, 이상에서 설명된 바와 같이 이온 빔을 차단하거나 또는 블랭킹함으로써 시퀀스가 프로세스(440)로부터 프로세스(400)로 이동할 때 이온 빔이 작업물과 충돌하는 것이 방지될 수 있다. 이상에서 설명된 바와 같이, 특정 실시예들에 있어서, 프로세스(410)는 프로세스(440)보다 1번 더 수행될 수 있다. The sequence shown in Figure 4 can be repeated multiple times to perform any desired optional processing. If the sequence is repeated, the ion beam may be prevented from colliding with the work piece as the sequence moves from process 440 to process 400 by blocking or blanking the ion beam as described above. As described above, in certain embodiments, process 410 may be performed one more time than process 440 .

도 4의 변형예에 있어서, 프로세스(410) 또는 프로세스(440) 동안 작업물을 측방으로 이동시키는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 도 4에 도시된 시퀀스는 일정한 폭을 갖는 환형 링의 형상의 외부 영역의 균일한 프로세싱을 야기한다. 작업물이 프로세스(410) 또는 프로세스(440) 동안 측방으로 이동되는 경우, 외부 영역의 형상이 변경될 수 있다. 용어 "측방으로"는 이온 빔(20)의 길이(즉, 더 긴 치수)에 수직인 방향을 나타내기 위해 사용된다. In the variation of FIG. 4 , it is also possible to move the workpiece laterally during either process 410 or process 440 . For example, the sequence shown in FIG. 4 results in uniform processing of the outer region of the shape of an annular ring with a constant width. If the workpiece is moved laterally during either process 410 or process 440, the shape of the outer region may change. The term “laterally” is used to denote a direction perpendicular to the length of the ion beam 20 (ie, the longer dimension).

정리하면, 방법은, 작업물의 외부 부분의 일 부분을 프로세싱하기 위하여, 이온 빔이 제 1 위치를 향해 보내지는 동안 작업물을 중심에 대하여 제 1 방향으로 회전시키는 단계로서, 여기에서 이온 빔은 2개의 제 1 위치들에서 작업물의 외부 에지를 넘어 연장하며 제 1 위치는 작업물의 외부 에지로부터 미리 결정된 거리인, 단계를 포함한다. 제 1 방향으로 회전시키는 단계가 완료된 이후에, 작업물은 작업물 상의 제 2 위치를 향해 이온 빔을 보내기 위하여 이온 빔에 대하여 이동되며, 여기에서 이온 빔은 2개의 제 2 위치들에서 작업물의 외부 에지를 넘어 연장하고, 제 2 위치는 작업물의 외부 에지로부터 미리 결정된 거리이다. 이러한 상대적인 이동 이후에, 그런 다음 작업물은 작업물의 외부 부분의 나머지 부분을 프로세싱하기 위하여, 이온 빔이 제 2 위치를 향해 보내지는 동안 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 중심에 대하여 회전된다. 특정 실시예들에 있어서, 그런 다음 작업물은 이온 빔이 다시 제 1 위치로 보내질 수 있도록 이온 빔에 대하여 이동되며, 그 결과 시퀀스가 1회 이상 반복될 수 있다. In summary, the method includes rotating the workpiece in a first direction about a center while an ion beam is directed toward a first position, wherein the ion beam extends beyond the outer edge of the workpiece at two first positions, the first position being a predetermined distance from the outer edge of the workpiece, to process a portion of the outer portion of the workpiece. After the step of rotating in the first direction is complete, the workpiece is moved relative to the ion beam to direct the ion beam toward a second location on the workpiece, where the ion beam extends beyond the outer edge of the workpiece at two second locations, the second location being a predetermined distance from the outer edge of the workpiece. After this relative movement, the workpiece is then rotated about the center in a second direction, opposite the first direction, while the ion beam is directed towards a second position, in order to process the remainder of the outer portion of the workpiece. In certain embodiments, the workpiece is then moved relative to the ion beam so that the ion beam can be directed back to the first position, resulting in the sequence being repeated one or more times.

이상의 설명이 작업물(10)의 회전을 개시하지만, 작업물(10)이 제 위치에 고정된 채로 남아 있고 이온 빔(20)이 이동하는 것이 또한 가능하다. 따라서, 어떻게 달성되던지 간에, 이온 빔(20)에 대한 작업물(10)의 회전이 외부 부분(40)의 선택적 프로세싱을 야기한다. Although the above description discloses rotation of the workpiece 10, it is also possible for the workpiece 10 to remain fixed in place and the ion beam 20 to move. Thus, rotation of the workpiece 10 relative to the ion beam 20, however accomplished, causes selective processing of the outer portion 40.

본 출원에서 이상에서 설명된 실시예들은 다수의 이점들을 가질 수 있다. 이상에서 설명된 바와 같이, 다수의 반도체 프로세스들이 방사상 방향을 따라 어떤 비-균일성을 나타낸다. 본원에서 설명된 방법들은 이러한 비-균일성들을 보상하거나 또는 중화시키기 위하여 작업물의 외부 부분을 선택적으로 프로세싱하기 위한 방식을 제공한다. 추가로, 본원에서 설명된 선택적 프로세싱은 복수 회 수행될 수 있으며, 이는 개선된 균일성을 야기할 수 있는 추가적인 정제(refinement)를 가능하게 할 수 있다. The embodiments described above in this application may have a number of advantages. As explained above, many semiconductor processes exhibit some non-uniformity along the radial direction. The methods described herein provide a way to selectively process an outer portion of a workpiece to compensate for or neutralize these non-uniformities. Additionally, the optional processing described herein can be performed multiple times, which can allow for additional refinements that can result in improved uniformity.

이에 더하여, 작업물의 외부 부분을 선택적으로 프로세싱하기 위한 능력은 다른 반도체 프로세스들이 증가된 정도의 방사상 비-균일성을 가지게 하는 것을 가능하게 할 수 있다. 추가로, 작업물에 걸쳐 연장하는 이온 빔과 같이 선택적 프로세싱을 수행하는 이온 빔을 위치시킴으로써, 선택적 프로세스의 균일성이 더 타이트하게 제어될 수 있다.In addition, the ability to selectively process outer portions of a workpiece may enable other semiconductor processes to have an increased degree of radial non-uniformity. Additionally, by positioning the ion beam performing the selective processing, such as an ion beam extending across the workpiece, the uniformity of the selective process can be more tightly controlled.

추가로, 본 시스템 및 방법은 플래튼이 360° 회전하는 것이 불가능할 수 있는 임의의 이온 주입 시스템에 대하여 동작이 가능하다. 실제로, 시스템 및 방법은, 플래튼이 적어도 180°의 회전이 가능한 한 동작이 가능하다. Additionally, the present systems and methods are capable of operation with any ion implantation system in which the platen may not be capable of 360° rotation. In practice, the system and method are operable as long as the platen is capable of rotation of at least 180°.

정리하면, 작업물은 본원에서 설명된 선택적 프로세싱의 통합에 의해 더 균일하게 프로세싱될 수 있다. 따라서, 외부 에지를 따른 증가된 증착 또는 외부 에지를 따른 감소된 이온 도우즈와 같은 이슈들이 본 실시예들에 의해 조정될 수 있다. In summary, workpieces may be processed more uniformly by incorporation of the optional processing described herein. Thus, issues such as increased deposition along the outer edge or reduced ion dose along the outer edge can be addressed by the present embodiments.

본 개시는 본원에서 설명된 특정 실시예에 의해 범위가 제한되지 않는다. 오히려, 본원에서 설명된 실시예들에 더하여, 본 개시의 다른 다양한 실시예들 및 이에 대한 수정예들이 이상의 설명 및 첨부된 도면들로부터 당업자들에게 자명해질 것이다. 따라서, 이러한 다른 실시예들 및 수정예들이 본 개시의 범위 내에 속하도록 의도된다. 추가로, 본 개시가 본원에서 특정 목적을 위한 특정 환경에서의 특정 구현예의 맥락에서 설명되었지만, 당업자들은 이의 유용함이 이에 한정되지 않으며, 본 개시가 임의의 수의 목적들을 위한 임의의 수의 환경들에서 유익하게 구현될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 이하에서 기술되는 청구항들은 본원에서 설명된 바와 같은 본 개시의 완전한 폭과 사상의 관점에서 해석되어야만 한다.The present disclosure is not limited in scope by the specific embodiments described herein. Rather, in addition to the embodiments described herein, various other embodiments of the present disclosure and modifications thereto will become apparent to those skilled in the art from the above description and accompanying drawings. Accordingly, these other embodiments and modifications are intended to fall within the scope of this disclosure. Additionally, although the present disclosure has been described herein in the context of a specific implementation in a specific environment for a specific purpose, those skilled in the art will recognize that its usefulness is not limited thereto, and that the present disclosure may be beneficially implemented in any number of environments for any number of purposes. Accordingly, the claims set forth below should be construed in light of the full breadth and spirit of the present disclosure as set forth herein.

Claims (15)

작업물을 프로세싱하는 방법으로서,
상기 작업물이 회전하는 동안 상기 작업물의 외부 부분의 일 부분을 프로세싱하기 위하여, 리본 이온 빔이 제 1 위치를 향해 보내지는 동안 상기 작업물을 중심에 대하여 제 1 방향으로 회전시키는 단계로서, 상기 리본 이온 빔은 2개의 제 1 위치들에서 상기 작업물의 외부 에지를 넘어 연장하며 상기 제 1 위치는 상기 작업물의 상기 외부 에지로부터 미리 결정된 거리이고, 상기 외부 부분은 상기 미리 결정된 거리와 동일한 폭을 갖는 환형 링으로서 획정되는, 단계;
상기 작업물 상의 제 2 위치를 향해 상기 리본 이온 빔을 보내기 위하여 상기 작업물을 상기 리본 이온 빔에 대하여 이동시키는 단계로서, 상기 리본 이온 빔은 2개의 제 2 위치들에서 상기 작업물의 외부 에지를 넘어 연장하고, 상기 제 2 위치는 상기 제 1 위치와 반대되는 상기 중심의 반대 편 상에 존재하며 상기 작업물의 상기 외부 에지로부터 상기 미리 결정된 거리인, 단계; 및
상기 작업물의 상기 외부 부분만이 프로세싱되도록 상기 작업물이 회전하는 동안 상기 작업물의 상기 외부 부분의 나머지 부분을 프로세싱하기 위하여, 상기 리본 이온 빔이 상기 제 2 위치를 향해 보내지는 동안 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 상기 작업물을 상기 중심에 대하여 회전시키는 단계를 포함하는, 방법.
As a method of processing a workpiece,
rotating the workpiece in a first direction about a center while a ribbon ion beam is directed towards a first position to process a portion of the outer portion of the workpiece while the workpiece is rotating, the ribbon ion beam extending beyond the outer edge of the workpiece at two first positions, the first position being a predetermined distance from the outer edge of the workpiece, the outer portion being defined as an annular ring having a width equal to the predetermined distance;
moving the workpiece relative to the ribbon ion beam to direct the ribbon ion beam toward a second location on the workpiece, the ribbon ion beam extending beyond an outer edge of the workpiece at two second locations, the second location being on the opposite side of the center opposite the first location and being the predetermined distance from the outer edge of the workpiece; and
rotating the workpiece about the center in a second direction opposite the first direction while the ribbon ion beam is directed toward the second position to process a remaining portion of the outer portion of the workpiece while the workpiece rotates so that only the outer portion of the workpiece is processed.
 청구항 1에 있어서,
상기 작업물은 상기 제 1 방향으로 적어도 180° 회전되고 상기 제 2 방향으로 적어도 180° 회전되는, 방법.
The method of claim 1,
wherein the workpiece is rotated at least 180° in the first direction and rotated at least 180° in the second direction.
 청구항 1에 있어서,
상기 이동시키는 단계 동안 상기 리본 이온 빔이 상기 작업물에 충돌하지 않는, 방법.
The method of claim 1,
wherein the ribbon ion beam does not impinge on the workpiece during the moving step.
 청구항 3에 있어서,
상기 이동시키는 단계 동안 상기 리본 이온 빔은 패러데이 컵(Faraday cup) 또는 섀도우 마스크(shadow mask)에 의해 차단되는, 방법.
The method of claim 3,
wherein the ribbon ion beam is blocked by a Faraday cup or shadow mask during the moving step.
 청구항 3에 있어서,
상기 이동시키는 단계 동안 상기 리본 이온 빔이 블랭킹(blank)되는, 방법.
The method of claim 3,
wherein the ribbon ion beam is blanked during the moving step.
 청구항 1에 있어서,
상기 제 1 방향으로 회전시키는 단계, 상기 이동시키는 단계, 및 상기 제 2 방향으로 회전시키는 단계는 반복되는, 방법.
The method of claim 1,
The rotating in the first direction, the moving, and the rotating in the second direction are repeated.
 이온 주입 시스템으로서,
이로부터 리본 이온 빔이 추출되는 이온 소스;
작업물을 홀딩하도록 적응되며, 측방으로 및 회전하여(laterally) 움직이도록 구성된 플래튼;
상기 플래튼과 연통하는 제어기를 포함하며,
상기 제어기는,
상기 작업물 상의 제 1 위치를 향해 상기 리본 이온 빔을 보내되, 상기 리본 이온 빔은 2개의 제 1 위치들에서 상기 작업물의 외부 에지를 넘어 연장하고, 상기 제 1 위치는 상기 작업물의 상기 외부 에지로부터 미리 결정된 거리이며;
상기 작업물이 회전하는 동안 상기 작업물의 외부 부분의 일 부분을 프로세싱하기 위하여, 상기 리본 이온 빔이 상기 제 1 위치를 향해 보내지는 동안 상기 작업물을 중심에 대하여 제 1 방향으로 회전시키되, 상기 외부 부분은 상기 미리 결정된 거리와 동일한 폭을 갖는 환형 링으로서 획정되며;
상기 작업물 상의 제 2 위치를 향해 상기 리본 이온 빔을 보내기 위하여 상기 작업물을 상기 리본 이온 빔에 대하여 이동시키되, 상기 리본 이온 빔은 2개의 제 2 위치들에서 상기 작업물의 외부 에지를 넘어 연장하고, 상기 제 2 위치는 상기 제 1 위치와 반대되는 상기 중심의 반대 편 상에 존재하며 상기 작업물의 상기 외부 에지로부터 상기 미리 결정된 거리이고; 및
상기 작업물이 회전하는 동안 상기 작업물의 상기 외부 부분의 나머지 부분을 프로세싱하기 위하여, 상기 리본 이온 빔이 상기 제 2 위치를 향해 보내지는 동안 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 상기 작업물을 상기 중심에 대하여 회전시키도록 구성되며, 상기 외부 부분의 폭은 상기 미리 결정된 거리에 의해 결정되고, 상기 작업물의 상기 외부 부분만이 프로세싱되는, 이온 주입 시스템.
As an ion implantation system,
an ion source from which a ribbon ion beam is extracted;
a platen adapted to hold a workpiece and configured to move laterally and rotationally;
a controller in communication with the platen;
The controller,
directing the ribbon ion beam towards a first location on the workpiece, the ribbon ion beam extending beyond an outer edge of the workpiece at two first locations, the first location being a predetermined distance from the outer edge of the workpiece;
rotating the workpiece in a first direction about a center while the ribbon ion beam is directed toward the first position, wherein the outer portion is defined as an annular ring having a width equal to the predetermined distance;
moving the workpiece relative to the ribbon ion beam to direct the ribbon ion beam toward a second location on the workpiece, the ribbon ion beam extending beyond an outer edge of the workpiece at two second locations, the second location being on an opposite side of the center opposite the first location and being the predetermined distance from the outer edge of the workpiece; and
The ion implantation system is configured to rotate the workpiece about the center in a second direction opposite the first direction while the ribbon ion beam is directed toward the second position, wherein a width of the outer portion is determined by the predetermined distance, and only the outer portion of the workpiece is processed, so as to process a remaining portion of the outer portion of the workpiece while the workpiece is rotating.
 청구항 7에 있어서,
상기 리본 이온 빔은, 상기 작업물이 상기 리본 이온 빔에 대하여 이동되는 동안 상기 작업물과 충돌하는 것이 방지되는, 이온 주입 시스템.
The method of claim 7,
wherein the ribbon ion beam is prevented from colliding with the workpiece while the workpiece is moved relative to the ribbon ion beam.
 청구항 8에 있어서,
상기 제어기는 상기 이동시키는 동안 상기 리본 이온 빔을 차단하기 위하여 패러데이 컵 또는 섀도우 마스크를 작동시키는, 이온 주입 시스템.
The method of claim 8,
wherein the controller operates a Faraday cup or shadow mask to block the ribbon ion beam during the movement.
 청구항 8에 있어서,
상기 제어기는, 상기 이동시키는 동안 상기 리본 이온 빔이 블랭킹될 수 있도록 상기 이온 소스의 파라미터를 수정하는, 이온 주입 시스템.
The method of claim 8,
wherein the controller modifies parameters of the ion source such that the ribbon ion beam can be blanked during the movement.
 청구항 7에 있어서,
상기 작업물은 적어도 180° 회전되는, 이온 주입 시스템.
The method of claim 7,
wherein the workpiece is rotated at least 180°.
 청구항 7에 있어서,
상기 보내는 것, 상기 제 1 방향으로 회전시키는 것, 상기 이동시키는 것, 및 상기 제 2 방향으로 회전시키는 것은 상기 작업물이 정수 회의 회전들로 회전될 수 있도록 반복되는, 이온 주입 시스템.
The method of claim 7,
wherein the sending, rotating in the first direction, moving, and rotating in the second direction are repeated such that the workpiece can be rotated an integral number of revolutions.
 이온 주입 시스템으로서,
이로부터 리본 이온 빔이 추출되는 이온 소스;
작업물을 홀딩하도록 적응되며, 측방으로 및 회전하여 움직이도록 구성된 플래튼;
상기 플래튼과 연통하는 제어기를 포함하며,
상기 제어기는,
상기 작업물 상의 제 1 위치를 향해 상기 리본 이온 빔을 보내되, 상기 리본 이온 빔은 2개의 제 1 위치들에서 상기 작업물의 외부 에지를 넘어 연장하고, 상기 제 1 위치는 상기 작업물의 상기 외부 에지로부터 미리 결정된 거리이며;
상기 작업물이 회전하는 동안 상기 작업물의 외부 부분의 일 부분을 프로세싱하기 위하여, 상기 리본 이온 빔이 상기 제 1 위치를 향해 보내지는 동안 상기 작업물을 중심에 대하여 제 1 방향으로 180° 회전시키되, 상기 외부 부분은 상기 미리 결정된 거리와 동일한 폭을 갖는 환형 링으로서 획정되며;
상기 작업물 상의 제 2 위치를 향해 상기 리본 이온 빔을 보내기 위하여 상기 작업물을 상기 리본 이온 빔에 대하여 이동시키는 동안 상기 리본 이온 빔이 상기 작업물에 충돌하는 것을 방지하되, 상기 리본 이온 빔은 2개의 제 2 위치들에서 상기 작업물의 외부 에지를 넘어 연장하고, 상기 제 2 위치는 상기 제 1 위치와 반대되는 상기 중심의 반대 편 상에 존재하며 상기 작업물의 상기 외부 에지로부터 상기 미리 결정된 거리이며; 및
상기 작업물이 회전하는 동안 상기 작업물의 상기 외부 부분의 나머지 부분을 프로세싱하기 위하여, 상기 리본 이온 빔이 상기 제 2 위치를 향해 보내지는 동안 상기 제 1 방향과 반대되는 제 2 방향으로 상기 작업물을 상기 중심에 대하여 180° 회전시키도록 구성되며, 상기 외부 부분의 폭은 상기 미리 결정된 거리에 의해 결정되고, 상기 작업물의 상기 외부 부분만이 프로세싱되는, 이온 주입 시스템.
As an ion implantation system,
an ion source from which a ribbon ion beam is extracted;
a platen adapted to hold a workpiece and configured to move laterally and rotationally;
a controller in communication with the platen;
The controller,
directing the ribbon ion beam towards a first location on the workpiece, the ribbon ion beam extending beyond an outer edge of the workpiece at two first locations, the first location being a predetermined distance from the outer edge of the workpiece;
rotating the workpiece 180° in a first direction about a center while the ribbon ion beam is directed toward the first position, wherein the outer portion is defined as an annular ring having a width equal to the predetermined distance;
preventing the ribbon ion beam from impinging on the workpiece while moving the workpiece relative to the ribbon ion beam to direct the ribbon ion beam toward a second position on the workpiece, the ribbon ion beam extending beyond an outer edge of the workpiece at two second positions, the second position being on the opposite side of the center opposite the first position and at the predetermined distance from the outer edge of the workpiece; and
and rotate the workpiece 180° about the center in a second direction opposite the first direction while the ribbon ion beam is directed toward the second position, wherein a width of the outer portion is determined by the predetermined distance, and only the outer portion of the workpiece is processed, so as to process a remainder of the outer portion of the workpiece while the workpiece is rotating.
 청구항 13에 있어서,
상기 이온 소스는 상기 리본 이온 빔을 조작하기 위한 하나 이상의 전극들, 및 상기 리본 이온 빔이 상기 작업물에 충돌하는 것을 방지하기 위하여 상기 하나 이상의 전극들에 인가되는 전압을 수정하는 제어기를 포함하는, 이온 주입 시스템.
The method of claim 13,
The ion implantation system of claim 1 , wherein the ion source includes one or more electrodes for manipulating the ribbon ion beam and a controller that modifies a voltage applied to the one or more electrodes to prevent the ribbon ion beam from impinging on the workpiece.
 청구항 13에 있어서,
상기 이온 주입 시스템은 패러데이 컵 또는 섀도우 마스크를 더 포함하며, 상기 제어기는 상기 리본 이온 빔이 상기 작업물에 충돌하는 것을 방지하기 위하여 상기 리본 이온 빔의 경로 내로 상기 패러데이 컵 또는 상기 섀도우 마스크를 이동시키는, 이온 주입 시스템.The method of claim 13,
The ion implantation system further comprises a Faraday cup or shadow mask, wherein the controller moves the Faraday cup or shadow mask into the path of the ribbon ion beam to prevent the ribbon ion beam from impinging on the workpiece.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10199257B2 (en) * 2017-05-25 2019-02-05 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Fixed position mask for workpiece edge treatment
CN112289679B (en) * 2020-10-30 2022-11-04 泉芯集成电路制造(济南)有限公司 Ion implantation method, device and equipment
JP2024124014A (en) * 2023-03-02 2024-09-12 日新電機株式会社 Ion source

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080283778A1 (en) * 2007-01-17 2008-11-20 Hitachi High-Technologies Corporation Apparatus for ion beam fabrication

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5825038A (en) * 1996-11-26 1998-10-20 Eaton Corporation Large area uniform ion beam formation
US6677599B2 (en) 2000-03-27 2004-01-13 Applied Materials, Inc. System and method for uniformly implanting a wafer with an ion beam
DE102004063691B4 (en) 2004-05-10 2019-01-17 Hynix Semiconductor Inc. Method for implanting ions in a semiconductor device
KR100653995B1 (en) * 2005-03-17 2006-12-05 주식회사 하이닉스반도체 Method of implanting partially for manufacturing the semiconductor device
KR100675891B1 (en) * 2005-05-04 2007-02-02 주식회사 하이닉스반도체 Apparatus and method of implanting ions partially
US7544957B2 (en) 2006-05-26 2009-06-09 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Non-uniform ion implantation
US8168962B2 (en) * 2009-08-11 2012-05-01 Advanced Ion Beam Technology, Inc. Method and apparatus for uniformly implanting a wafer with an ion beam
JP5477133B2 (en) * 2010-04-09 2014-04-23 日新イオン機器株式会社 Wafer handling method and ion implantation apparatus
JP5211328B2 (en) * 2011-02-02 2013-06-12 日新イオン機器株式会社 Ion implantation method and ion implantation apparatus
US9070534B2 (en) 2012-05-04 2015-06-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Ion beam dimension control for ion implantation process and apparatus, and advanced process control
JP5904895B2 (en) * 2012-07-12 2016-04-20 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 Ion implantation method and ion implantation apparatus
KR101410743B1 (en) * 2012-12-10 2014-06-24 한국전기연구원 Nano pattern Milling device and Milling Method using Plasma Immersion Ion
US9275820B2 (en) * 2013-08-27 2016-03-01 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Gas coupled arc chamber cooling
US9263231B2 (en) 2013-10-10 2016-02-16 Varian Semiconductor Equipment Associates, Inc. Moveable current sensor for increasing ion beam utilization during ion implantation
US9269528B2 (en) * 2013-10-15 2016-02-23 Adavanced Ion Beam Technology, Inc. Medium current ribbon beam for ion implantation

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080283778A1 (en) * 2007-01-17 2008-11-20 Hitachi High-Technologies Corporation Apparatus for ion beam fabrication

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